Naravoslovje 7 - priročnik za učitelja

SVETLOBA – OD KOD,KAM IN KAKOOperativni cilji• Vedo, da telo vidimo, če je osvetljeno (odbija svetlobo ali samo oddaja svetlobo – svetilo) in če ta svetlobapade v naše oko.• Znajo opredeliti pojme svetilo, osvetljeno telo, svetlobni snop, svetlobni curek in žarek ter senco inpolsenco telesa.• Vedo, da se svetloba širi premočrtno, ter znajo svetlobne žarke ponazoriti s premicami in puščicami,ki nakazujejo smer širjenja svetlobe.• Poznajo hitrost svetlobe.Teoretična izhodiščaSvetloba je elektromagnetno valovanje, ki ga zazna človeško oko. Tako valovanje ima valovno dolžino med 380 nmin 760 nm (1 nm = 10 –9 m) in ga oddajajo nekatera telesa oziroma telesa pri posebnih pogojih. Tako imenujemo torejle vidni del elektromagnetnega spektra, vse preostalo pa navadno imenujemo sevanje. V fiziki imenujemo svetlobatudi valovanje z večjimi (infrardeča svetloba z valovnimi dolžinami do 10 6 nm) in manjšimi valovnimi dolžinami (ultravijoličnasvetloba do 200 nm), pa tudi rentgensko svetlobo, ki ima valovne dolžine pod 1 nm. Infrardeča svetlobaima manjšo energijo kot vidna svetloba in povzroča majhna nihanja v molekulah snovi, kar zaznamo kot toploto.Ultravijolična svetloba ima večjo energijo kot vidna svetloba, zato snov lahko poškoduje – lahko povzroči ionizacijoatomov in razpad molekul v snovi. Porjavenje kože je pojav, s katerim se človeška koža nekoliko zavaruje predpoškodbami z ultravijolično svetlobo.Telesa, ki oddajajo svetlobo, imenujemo svetila. Razlikujemo naravna in umetna svetila. Slednja imenujemo svetilke,nekatere od njih pa električna svetila. Svetloba nastaja predvsem pri treh pojavih: žarenju, razelektritvi inluminiscenci. Naravna svetila oddajajo svetlobo le na enega od teh načinov, pri umetnih pa se izkorišča tudi večnačinov hkrati. Telesa z zelo visoko temperaturo oddajajo svetlobo z žarenjem. Najpomembnejše naravno svetiloje Sonce. Primeri umetnih svetil, ki svetijo zaradi žarenja, so: petrolejka, žarnica na žarilno nitko itn. Svetlobanastane tudi pri razelektritvi v plinu ali v kovinskih parah. Po tem mehanizmu v naravi nastane blisk strele, priumetnih svetilih pa je najbolj pomembna obločnica, najstarejše električno svetilo. Pri luminiscenci pod določenimizunanjimi vplivi (temu pravimo vzbujanje) oddaja svetlobo telo, ki ni segreto, torej ne žari. To je tako imenovanahladna svetloba. Pojav je možen le pri nekaterih snoveh (luminiscenčne snovi). Primer take svetlobe v naravi jesvetloba kresničk, med umetnimi viri pa svetloba svetleče diode (LED). Fluorescenčne svetilke izkoriščajo dvamehanizma. Razelektritev v kovinskih hlapih povzroči nastanek nevidne ultravijolične svetlobe. Ta vzbuja luminiscenčnesnovi (z njimi je prevlečena notranjost cevi), da začnejo svetiti. Posebna kategorija umetnih svetil solaserji. Njihova svetloba je koherentna (med seboj povezana) in vsebuje svetlobo ene same valovne dolžine (enesame barve). To svetlobo lahko usmerimo v žarek, ki je veliko bolj svetel in vzporeden kakor iz katerega koli drugegasvetila. Zaradi tega je laserska svetloba zelo zmogljiva in natančna, pri uporabi na napačnem kraju pa je lahkozelo nevarna. Primer je pošiljanje laserske svetlobe v oči, saj jih takšno ravnanje lahko trajno poškoduje.Na naši učni stopnji obravnavamo, da se svetloba širi naravnost po premicah. Podrobnosti, ki nastanejo zaradi valovnenarave svetlobe (denimo uklon), nas tu ne zanimajo. Širšim pramenom svetlobe pravimo svetlobni snopi, ožjim pasvetlobni curki. Pot svetlobe ponazorimo s svetlobnimi žarki. To so ravne črte; smer širjenja prikažemo s puščico.Telesa vidimo le, če prihaja od njih svetloba v naše oči. To se lahko zgodi, če telo svetlobo oddaja (torej je svetilo) alipa če osvetljeno telo odbija svetlobo tako, da ta pride v naše oči. Pri odboju se svetloba na različne načine spremeni,in sicer v skladu z lastnostmi predmeta in značilnostmi njegove površine. Ker od različnih delov telesa prihaja voči različna svetloba, telo vidimo z vsemi njegovimi podrobnostmi. S svetili je drugače: oko praviloma ne more videtioblike svetlobnega vira, če povsod (na vseh mestih svoje površine) oddaja enako svetlobo in če njena intenzivnostni premajhna. Zato v temi vidimo luč, ne pa telesa, ki sveti; vidimo obliko svetlobnega snopa (okrogla, podolgovataluč), ne pa podrobnosti njene površine. Na tej učni stopnji razlikujemo med svetili in osvetljenimi predmeti. Prekspoznanja, da je Luna osvetljeno telo, Sonce in zvezde pa so svetila, osvajamo tudi osnove astronomije.Snovi, po katerih se svetloba širi, imenujemo prozorne, tiste, po katerih se ne širi, pa neprozorne. V prosojnihsnoveh se svetloba razprši. Skozi predmete iz prozornih snovi lahko opazujemo druga telesa, medtem ko skozipredmete iz prosojne snovi vidimo le svetlobo, ne moremo pa razločiti oblike teles za njimi. Zaradi premočrtnegaširjenja svetlobe za neprozornimi telesi nastanejo sence. Senca je tisti prostor za predmetom, kjer ni svetlobe.31